Tsingimine ja selle rakendamine

Galvaniseerimine - meetod metallide sadestamiseks metalli ja mittemetalltoodete pinnale elektrolüüs… Pärast sellist ladestumist omandab toote pind suur korrosioonikindlus, ilusam välimus (dekoratiivkate), mõnikord — suurem kõvadus, kulumiskindlus.

Kui sellisel juhul kaetakse toode väga õhukese (5 — 30 μm) metallikihiga, vaid harvadel juhtudel (pinna kõvenemine) ulatudes kümnendiku millimeetrini, siis nimetatakse seda tüüpi protsessi galvaaniliseks katmiseks.

Praegu kasutatakse galvaniseerimist laialdaselt (vask-, nikkel-, kroomi-, hõbe-, kulla-, kaadmiumi-, tsinkimis-, tina-, plii- ja pliikatteid).

Kullatamist, hõbetamist, nikeldamist ja kroomimist kasutatakse peamiselt dekoratiivsetel eesmärkidel, samal ajal suurendavad need katted korrosioonikindlust.

Vaske kasutatakse peamiselt nikkel- või kroomterasest toodete vahekihina.Katete vastupidavuse seisukohalt on väga oluline kaitsemetalli hea nakkumine toote materjaliga..Zikkel ja kroom kleepuvad terasele tihedalt, seetõttu viimane pehmendatakse esmalt, seejärel kantakse peale nikli või kroomi kiht. vasele.

Kuna kroomikiht mõnel juhul ei kaitse korrosiooni eest, kasutatakse ka kolmekihilist katet (vask-nikkel-kroom). Toodete katmine nikli või kroomi kihiga kaitseb pinda oksüdeerumise eest kuumutamisel temperatuurini 480 — 500 °C. Tsinkkate kasutatakse laialdaselt korrosioonikaitseks; mõnel juhul kasutavad nad kaadmiumplaati.

Kroom- ja nikeldamist kasutatakse ka pindade kulumiskindluse parandamiseks, nagu näiteks trükitööstuses valitsevad stereotüübid. Stereotüübi katmine nikli, kroomi või raua kihiga võib pikendada selle kasutusiga 10 või enam korda. Nendel juhtudel peaks pealekantava kile paksus olema suurem (30-50 mikronit või rohkem).

Mitteväärismetalliga pealekantava kihi nakketugevuse asendamatu tingimus on viimase pinna puhtus. Seetõttu eemaldatakse enne elektrolüüsi toodetest ettevaatlikult väikseimad mustuse, oksiidide ja rasvade jäljed. Selleks eemaldatakse need tavaliselt kuumades aluste lahustes või orgaanilistes lahustites - petrooleumis, bensiinis.

Oksiidide ja lisandite eemaldamiseks söövitatakse tooted väävel- või vesinikkloriidhappes ning siledate pindade saamiseks - lihvimise ja poleerimisega. Viimast toimingut korratakse pärast pealekandmist, kui dekoratiivsetel põhjustel on vaja saada läikiv pind, kuna vannitoatooted on tavaliselt matid.

Elektrolüüdi põhiosa moodustavad kasutatud metalli soolad.Lisaks viiakse elektrolüüdi juhtivuse parandamiseks sellesse sageli happeid või aluseid, mis muudavad elektrolüüdi happeliseks või aluseliseks. Kuldamise ja hõbedamise ning mõnikord ka vasetamise käigus viiakse elektrolüüti tsüaniidühendeid, mis tagab katte parema nakkumise mitteväärismetalliga.maarja.

Reeglina kasutatakse galvaniseerimise protsessides lahustuvaid anoode katoodile kantud metallribade või varraste kujul..V Sel juhul kantakse metall anoodilt katoodile. Kuid metallist või sulamist valmistatud anoodid, mis on antud elektrolüüdis lahustumatud, kasutatakse ka näiteks kroomimisel, plii või plii-antimoni sulamist, sel juhul eraldub metall toodetel, kuna elektrolüüdile tuleb süstemaatiliselt lisada elektrolüüti ja pealekantava metalli soola.

Galvaniseerimine toimub vannides, mis on valmistatud kasutatud elektrolüüdi suhtes keemiliselt vastupidavast materjalist. Suured vannid valmistatakse terasest, keevitatakse, happelahuste jaoks isoleeritakse seestpoolt kummi, eboniidi, vinüülplastiga või kaetakse happe- ja kuumakindlate lakkidega.

Töödeldavad toorikud paigaldatakse tavaliselt vanni riidepuudele. Madala voolutihedusega (0,01–0,1 A / cm2) toimuvate protsesside jaoks kasutatakse statsionaarseid vanne, millel on fikseeritud katood.

Suure voolutihedusega (nt kroomimisel) kasutatakse pidevaid vanne, kus tooted liiguvad katmisprotsessi käigus vanni ühest servast teise. Sellised vannid on tavaliselt varustatud seadmetega elektrolüüdi segamiseks suruõhuga ja selle filtreerimiseks.

Suure võimsusega kasutatakse mitmete vannidega varustatud automaate, milles mitte ainult toodete endi katmine, vaid ka nende pinna ettevalmistamine (rasvaärastus, söövitus ja loputus) viiakse läbi. Sellistes masinates läbivad tooted, mis liiguvad astmetel horisontaalselt ja vertikaalselt, järjest läbi kõik vannid.

Galvaniseerimisel, nagu kõigi elektrolüütiliste protsesside puhul, kasutatakse alalisvoolu, tavaliselt madalpinget (6–24 V). Protsessi reguleeritakse voolutiheduse muutmisega, viimase väärtus muutub sõltuvalt protsessist sajandik- ja kümnendikest A / dm2 kullamisel ja hõbedamisel kümnendikuni A / cm2 kroomimisel.

Voolutiheduse kasvades sadestatud metalli kogus ajaühikus suureneb, kuid kui see ületab teatud väärtuse (iga protsessi jaoks oma), siis katte kvaliteet halveneb järsult. Tsingitud vannide toiteallikaks on alalisvoolugeneraatorid või pooljuhtmuundurid.

Enamiku galvaniseerimisprotsesside puhul on voolutõhusus suhteliselt kõrge (100–90%), paljude protsesside puhul, näiteks kullamine ja teatud tüüpi vaskkatted, väheneb voolutõhusus 70–60%. Ainult kroomimise korral on see väga madal (12%), kuna selles protsessis kulutatakse suurem osa tarbitud elektrist kõrvalreaktsioonidele.

Viimastel aastatel on tehtud katseid vahelduvvoolu kasutamise kohta galvaanilistes protsessides. Tavaliselt asetatakse vahelduvvoolu komponent alalisvoolule, kusjuures vahelduvvoolu komponendi amplituud on ligikaudu 2 korda suurem alalisvoolu väärtusest.Vahelduvvoolu kasutamine nikli-, vase- ja tsinkkatete tootmisel võib parandada nende kvaliteeti, eelkõige vähendada pealekantava kihi saastumist lisanditega.

Mõnel juhul on vaskkate võimalik, kui vanni toidetakse vooluga 50 Hz. Seda seletatakse vahelduvvoolu osalise alaldamisega elektrokeemilise elemendi poolt, mille tõttu vannivoolus ilmub konstantne komponent.